Rund um die Kohlensäure
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Orientierung |
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Einführung
Advanced Organizer
Viele glauben, die aufsteigenden Blasen bei einem kohlensäurehaltigen Getränk wären die Kohlensäure. Dem ist aber nicht so. Das Gas, was ausperlt und für das Zischen beim Öffnen einer Flasche verantwortlich ist, ist Kohlenstoffdioxid. Ein extremes Beispiel werden wir beim Cola-Mentos-Experiment sehen.
Kohlenstoffdioxid spielt bei der Diskussion um den Klimawandel eine große Rolle. Auch darüber wird es in diesem Kapitel gehen.
Die Kohlensäure selbst existiert nur für einige Nanosekunden. Die Säurereste jedoch spielen beim natürlichen Kalkkreislauf, also bei der Bildung von Gebirgen, Tropfsteinhöhlen oder Muschelschalen, eine außergewöhnliche Rolle. In diesem Zusammenhang wird auch geklärt, was "hartes" Wasser ist und welche Folgen es für unseren Alltag bedeuten kann.
Lernziele / Kompetenzen
Lernziele / Kompetenzen - Links
- Ich kann die Bedeutung und den chemischen Unterschied zwischen hartem und weichem Wasser an Alltagsbeispielen erläutern und weiß, wie man Kalkränder entfernt.
- Ich kann Eigenschaften und Verwendungsmöglichkeiten von Soda und Natron nennen.
Stoffe
Eigenschaften, Struktur, Formel, Bedeutung für Mensch, Pflanze, Tier, Umwelt
- Ich kann Stoffe nennen, die hauptsächlich aus Calciumcarbonat bestehen.
- Ich kann die Summenformel (und die Strukturformel) der Kohlensäure zeichnen.
- Ich kann die Verhältnisformel von Soda aufstellen, den systematischen Namen nennen und die Eigenschaften und Verwendungsmöglichkeiten dieses Salzes der Kohlensäure nennen.
- Ich kann die Verhältnisformel von Natron aufstellen, den systematischen Namen nennen und die Eigenschaften und Verwendungsmöglichkeiten dieses Salzes der Kohlensäure nennen.
Phänomene
Gesetzmäßigkeiten anwenden, Phänomene deuten, Reaktionsschemata aufstellen (Summenformeln, Ionenformelschreibweise, Strukturformeln)
- Ich kann für den Lösevorgang von Kohlenstoffdioxid in Wasser ein Schema unter Verwendung eines Gleichgewichtspfeiles aufstellen.
- Ich kann die vollständige Dissoziationsgleichung der Kohlensäure detailliert formulieren.
- Ich kann erklären, wieso eine vorher geschüttelte Flasche mit einem kohlensäurehaltigen Getränk beim Öffnen sprudelt.
- Ich kann erklären, wieso sich beim Erhitzen eines kohlensäurehaltigen Getränks der pH-Wert erhöht.
Zusammenhänge
Vorgänge, Zusammenhänge, Funktionsweisen (im Zusammenhang mit der Bedeutung für Mensch, Tier, Pflanze und Umwelt) erläutern und bewerten
- Ich kann die chemischen Zusammenhänge des natürlichen Kalkkreislaufes erläutern (auch mit Hilfe von Reaktionsschemata) und die Bedeutung für unseren Planeten, unsere Umwelt und für Korallen und Schalentiere der Meere beschreiben.
- Ich kann die chemischen Hintergründe für den Nachweis von Calciumcarbonat anhand eines Reaktionsschemas erläutern.
- Ich kann unter Verwendung eines Reaktionsschemas erläutern, wie man mit Hilfe von Essig Kalkränder entfernt.
Zusammenfassung
Basics
- Die Dissoziation der Kohlensäure erfolgt in zwei Schritten. Zunächst bildet sich der Säurerest Hydrogencarbonat-Ion, dann der Säurerest Carbonat-Ion.
- Kohlensäurehaltiges Wasser reagiert mit Calciumcarbonat.
- Folgende Stoffe bestehen aus Calciumcarbonat oder besitzen einen sehr hohen Gehalt an Calciumcarbonat: Kalk, Kesselstein, Muschelschalen, Korallen, Marmor, Kreide.
- Kern des natürlichen Kalkkreislaufes ist das Wechselspiel zwischen wasserunlöslichem Calciumcarbonat und wasserlöslichem Calciumhydrogencarbonat. Bei den Prozessen spielt Kohlenstoffdioxid eine bedeutende Rolle.
- Hartes Wasser enthält eine hohe Konzentration an Calcium- und Magnesium-Ionen und Härtebildnern. Ein temporärer Härtebildner sind die Hydrogencarbonat-Ionen, die mit den Calcium- und Magnesium-Ionen schwer lösliche Salze bilden. Permanente Härtebildner sind Salze mit Säurerest-Ionen, die mit Calcium- und Magnesium-Ionen keine schwer löslichen Salze bilden.
- Hartes Wasser setzt die Reinigungskraft von Seifen herab, macht beim Wäschewaschen die Wäsche hart und bildet beim Erhitzen und Verdunsten Kesselstein (Kalkränder).
- Im Haushalt kann man Kesselstein, also Kalkablagerungen, mit Essig entfernen.
Anknüpfungen
Anknüpfungen - Links
- Alkalische Reaktion von Soda und Natron => Laugen.
- Oberstufe: Verschiebung von dynamischen Gleichgewichten (z.B. Haber-Bosch-Verfahren)
